智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要：智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不僅保障了智能電網(wǎng)發(fā)電、供電的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，還極大地提升了電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)管水平，成為實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)自動(dòng)化、管理現(xiàn)代化的重要技術(shù)支持。文章就智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并展望了其未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度；自動(dòng)化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

近幾年來，各國政府、科研機(jī)構(gòu)紛紛就智能電網(wǎng)的發(fā)展制定了相應(yīng)的計(jì)劃，我國則提出要以特高壓電網(wǎng)作為骨干網(wǎng)架，促進(jìn)各級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，與此同時(shí)，借助于現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建具有中國特色的智能電網(wǎng)。眾所周知，為了保障電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的經(jīng)濟(jì)性、安全性，必須確保電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。為了順應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，必須促進(jìn)整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化朝著智能化方向轉(zhuǎn)型，以便更好地同電網(wǎng)、電力系統(tǒng)智能化發(fā)展相適應(yīng)。

1 智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的概念與功能

所謂的智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，指的是由高速、集成化通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來，實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)的科技化、智能化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化，借助于現(xiàn)代化傳感測量、設(shè)備控制方法等，提供支持系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)，借助于自動(dòng)化、數(shù)字化、集成化手段，實(shí)現(xiàn)測量、信息、監(jiān)控、調(diào)節(jié)等多項(xiàng)功能于一體；電子終端打造了高速、雙向、實(shí)時(shí)、共享信息模式，實(shí)現(xiàn)了互動(dòng)式運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)電網(wǎng)模式，滿足了智能電網(wǎng)安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的功能如下：（1）信息的動(dòng)態(tài)采集功能。實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)采集，運(yùn)用廣域信息測量技術(shù)，對電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的相位、電壓、開關(guān)量和功率等參數(shù)進(jìn)行全面的PMU測量，并在測量過程中收集各個(gè)電力設(shè)備煤耗、煙氣、供熱、脫硫等運(yùn)行數(shù)據(jù)。（2）分析與評估功能。通過對系統(tǒng)進(jìn)行評估和分析，調(diào)度員可以掌握智能電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行狀況。當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，測量技術(shù)可為調(diào)度員提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括運(yùn)行穩(wěn)定情況、狀態(tài)分布情況和各個(gè)設(shè)備容量情況，幫助分析電網(wǎng)運(yùn)行潛力、電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和運(yùn)行安排方式，整定計(jì)算電網(wǎng)系統(tǒng)的安全自動(dòng)保護(hù)裝置，監(jiān)測低頻振蕩和故障智能報(bào)警。（3）調(diào)控及管理功能。調(diào)控功能包括用電負(fù)荷的控制、分布式能源調(diào)度、無功電壓的控制、自動(dòng)發(fā)電的調(diào)控以及頻率控制等，主要針對電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行控制。管理功能包括預(yù)測風(fēng)力、計(jì)劃供用電、預(yù)測負(fù)荷、管理檢修、管理協(xié)議、管理網(wǎng)站及信息、預(yù)測水情等，是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)資料的管理和調(diào)度。上述功能可有效提高生產(chǎn)效率，防止信息孤島發(fā)生。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀

截至目前，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化綜合了信息、通訊、可再生能源接入等多項(xiàng)新型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和升級。近些年來，隨著智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展，其所取得的成就也可圈可點(diǎn)，無論是在方法研究，還是實(shí)踐應(yīng)用方面，均取得了巨大的進(jìn)步，極大地推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展。

2.1 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)展迅猛

近些年來，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛，加之計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的逐步提高和廣泛應(yīng)用，我國智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，開始由功能單一的遠(yuǎn)動(dòng)遙測裝置，逐步發(fā)展為當(dāng)前的多功能、智能化微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，無論產(chǎn)品的穩(wěn)定性，還是信息準(zhǔn)確度、完整性，均有顯著提升。當(dāng)前我國110kV以上的變電站、部分35kV變電站、發(fā)電廠等均配備了相應(yīng)智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

2.2 科研水平不斷提升

對于智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，主要經(jīng)歷了如下階段：（1）初期大量引進(jìn)國外優(yōu)秀產(chǎn)品，吸收和學(xué)習(xí)其現(xiàn)代化技術(shù)；（2）如今自主研發(fā)同我國智能電網(wǎng)相適應(yīng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)、自動(dòng)化人才儲(chǔ)備豐富，甚至達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn)，形成了以高校、科研院所、企業(yè)研發(fā)等三位一體化優(yōu)秀科研隊(duì)伍，培養(yǎng)出了大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、專業(yè)技能高的優(yōu)秀人才。而我國自主研發(fā)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，在功能、性能等多個(gè)方面均成功步入了國際先進(jìn)水平行列，且在多個(gè)方面取得了重大突破。

如南瑞公司所成功研發(fā)的OPEN-3000系統(tǒng)，其采用的是IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)，并成功設(shè)計(jì)了IEC 61970 CIS組件接口規(guī)范，能夠支持多上下文技術(shù)，還可在UNIX、PC等多平臺(tái)上運(yùn)行，可在不同UNIX服務(wù)器上進(jìn)行混合操作。再如，科東公司所研發(fā)的CC-2000A調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，采用的是以SOA為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法，不僅具有數(shù)據(jù)采集、SCADA、AGC、DTS等多項(xiàng)常規(guī)功能，還具備數(shù)據(jù)整合、共享、一體化設(shè)計(jì)、多平臺(tái)任意混合操作、多時(shí)序并發(fā)控制等多種功能。如今，此類系統(tǒng)已成功通過了電網(wǎng)實(shí)用性試驗(yàn)，且開始應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，并發(fā)揮著極為重要的功能。統(tǒng)計(jì)顯示，截止2015年，我國320個(gè)地調(diào)中均采用了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，99%通過了實(shí)用性驗(yàn)收，90%的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)均成功載入了網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)狀態(tài)評估、負(fù)荷預(yù)測等多項(xiàng)應(yīng)用，且實(shí)際應(yīng)用中有56%均取得了良好效果，并為所屬電網(wǎng)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 運(yùn)行管理水平逐步提高

近些年來，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展速度不斷加快，促進(jìn)了智能電網(wǎng)運(yùn)行管理水平的提高。不僅如此，各級電網(wǎng)為了有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，也紛紛制訂了一系列有效的規(guī)章制度與可行的考核方法，此類制度的推行實(shí)施，明確了部門間的分工，提高了調(diào)度工作人員的效率，為調(diào)度人員科學(xué)、及時(shí)地進(jìn)行決策，提供了重要保障，增強(qiáng)了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)管水平。

3 我國智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

與過去的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)不同的是，現(xiàn)代調(diào)度系統(tǒng)正在向智能化方向轉(zhuǎn)變，對數(shù)字化和集成化的重視程度較高，這符合國家電網(wǎng)智能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的總趨勢。

3.1 數(shù)字化方向發(fā)展

就智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化而言，數(shù)字化發(fā)展主要體現(xiàn)在智能電網(wǎng)調(diào)度過程中，將所涉及各類數(shù)據(jù)加以量化、統(tǒng)計(jì)處理，將電力調(diào)度信息構(gòu)建為數(shù)字化模型，便于統(tǒng)計(jì)、管理。未來，我國智能化電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化將朝著數(shù)字化方向發(fā)展，且在未來一段時(shí)間之內(nèi)，也將成為智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)，與此同時(shí)，加快實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部、數(shù)據(jù)應(yīng)用等多項(xiàng)功能的共享、管理，提高調(diào)度自動(dòng)化的有效性、精確性，保障智能電網(wǎng)的穩(wěn)定、科學(xué)、安全運(yùn)行。

3.2 集成化方向發(fā)展

未來智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域，還將更加注重?cái)?shù)據(jù)調(diào)度的集成化，借助于智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對系統(tǒng)中各種分散的數(shù)據(jù)信息加以收集，對其進(jìn)行綜合處理、應(yīng)用，與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源、數(shù)據(jù)的共享、整合與利用，為智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展提供基本平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)對資源配置、處理予以決策，提升了調(diào)度自動(dòng)化的智能性、科學(xué)性。

電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展，數(shù)字化電網(wǎng)與智能電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)要求調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)格化、市場化、標(biāo)準(zhǔn)化和集成化。以數(shù)字化為基礎(chǔ)，運(yùn)用網(wǎng)格化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化等科技手段，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化，借助市場化滿足未來發(fā)展需求。將人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入到電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展中，打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，迎接新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，努力尋求適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的新思路，為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展提供更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

[1]吳興華，王文剛，羅魯東，等.青島電網(wǎng)智能調(diào)度仿真系統(tǒng)在反事故演習(xí)中的應(yīng)用分析C//江蘇省電機(jī)工程學(xué)會(huì)第四屆電力安全論壇論文集，2013.

[2]馬韜韜，郭創(chuàng)新，曹一家，等.電網(wǎng)智能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34（9）：117-121.